60Hzの搬送波に1~10Hzまでの変調波をのせた信号(ノイズ・直流成分を含んでいます)を復調するアナログ回路を製作しようとしています.
位相遅れ無しで,減衰も無い(非常に小さい)ような回路を製作する事は可能でしょうか?
可能でしたら,具体的な方法もしくは参考となる文献,URLを教えていただけないでしょうか?
アナログ回路に関しまして全くの素人ですが,アドバイスの程よろしくお願い申し上げます.
失礼します.

A 回答 (2件)

補足説明ありがとうございます。



関西であり、信号は振幅変調、位相差は2度まで、線形回路の付加ok
ですね。

さて、キャリアが60Hzで信号が10Hzですから
普通のAM検波は使えません。
包絡線検波しようにも、包絡線を構成するキャリアが
少なすぎます。

お奨めは同期検波です。
つまり、キャリアを別に取り出し、これで入力信号を
乗算します。
すると側波帯成分がそのまま出力されると言う物です。
電力系からの誘導が合った場合は、
ゆっくりとした変化の信号が出てきますから
これは検波後、1Hz以上を通すハイパスフィルタで取り除きましょう。
って、位相差は2度まででしたね。そんなハイパスフィルタは作れません。

とすると、次の方法はDSP検波です。
といっても、難しくはありません。
A/Dコンバータ内蔵のCPUでデジタル変換して、
信号の強弱変化を取り出すだけです。

なお、元の信号にもよりますが、
単に振幅だけが必要なのであれば、
入力信号をAC信号で乗算してしまって
同期検波復調する手もあります。
この場合、キャリア周波数と同期検波周波数が
合っていませんから、左右の側波帯で異なる周波数が
出力され、結果的にビートを生じます。
でも、振幅成分は維持されていますから、
復調することが可能で、
これが一番電力線からの誘導を受けにくい回路です。

同期検波について参考にするURLは、良い物はないと思います。

理工学書が揃っている書店で探すか、
大きな図書館で探すしかありません。
大学の変復調理論を一通り教えている物で
具体的な回路が載っている物を探して下さい。

あとは、NE561(同期検波で有名なIC)あたりの応用回路かな。
ただしこれはキャリアをスイッチに使うところに
PLLを使用しています。位相は遅れますね。
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まず、mixed flowさんのお住まいの地区の


100v(コンセント)は50Hzですか?60Hzですか?
60Hz地域(関西)だったら、まず製作は無理です。
誘導雑音対策のためにものすごい高度な技術を要求されます。

で、50Hzとして

ご質問の件は、1~10Hzは信号、そして、ノイズと直流成分があって
ということでしょうか?
もうひとつ、変調形式は何ですか?
AM?、FM?、PM?
位相遅れはどのぐらい許容できますか?ゼロはありえないので。
減衰無しという条件は、アンプを入れてもダメですか?

すみません。補足説明をお願いします

この回答への補足

早速のアドバイス,ありがとうございます.

ちなみにすんでいる地域は西日本(60Hz)です.
この場合,完全にダメなのでしょうか?

変調方式はAMと考えてもらって結構です(ある計測器の出力信号なのですが,AM信号にそっくりなので復調回路が利用できないかと考えました).
位相遅れは限りなくゼロがいいのですが,±2度位なら大丈夫です.
減衰無しという条件ですが,入力(変調波)と出力(復調波)が線形であればアンプを入れても問題ありません.

素人なので,むちゃくちゃな補足になっているかと思いますが,以上の件につきましてアドバイスをよろしくお願い申し上げます.

補足日時:2001/07/19 00:10
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初心者以前の人間はどのような勉強からはじめるべきなのでしょうか。

Aベストアンサー

> 初心者以前の人間はどのような勉強からはじめるべきなのでしょうか。

とにかく理屈ぬき(?)で、↓のページの内容を理解して下さい。
http://home.highway.ne.jp/teddy/tubes/tips/b020.htm

分からない単語もあると思いますが、回路図と説明文をつき合わせて何回(何十回)と読み直せば、素人でも必ず理解できます。
早ければ1時間くらいで、遅くとも1週間あれば理解可能だと思います。


次の段階はちょっとハードルが高いですが、↓です。
http://home.highway.ne.jp/teddy/tubes/tips/b080.htm

難しい(かも知れない)ので、3つある項目を1つずつ理解し終えてから読み進めるようにして下さい。
100回も読み返せば(但しちゃんと意味を考えながら、です)必ず理解できます。
ここまでのトータルで、早ければ1日で、遅くとも1ヶ月あれば何とかなるでしょう。


ここまで理解できていれば、あとは専門書でも何でも好きなものから勉強していけると思います。
というか、上記内容の理解が出来ていない内は、どういう手段を使っても「勉強することは不可能」のはずです。
(文法を全く知らずに翻訳にチャレンジするようなものです)

参考URL:http://home.highway.ne.jp/teddy/tubes/tips/tips0.htm

> 初心者以前の人間はどのような勉強からはじめるべきなのでしょうか。

とにかく理屈ぬき(?)で、↓のページの内容を理解して下さい。
http://home.highway.ne.jp/teddy/tubes/tips/b020.htm

分からない単語もあると思いますが、回路図と説明文をつき合わせて何回(何十回)と読み直せば、素人でも必ず理解できます。
早ければ1時間くらいで、遅くとも1週間あれば理解可能だと思います。


次の段階はちょっとハードルが高いですが、↓です。
http://home.highway.ne.jp/teddy/tubes/tips/b080.htm

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Aベストアンサー

 
 
  signal
  sin(ωt) ──乗算──伝送──┐
             │           |
   carrier ───┘      diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷

 包絡線検波を上図のモデルで表します。ここで搬送波を、1と0の値をとるパルスをイメージしてください。
  _| ̄|_| ̄|_
CRはこの周波数を十分抑圧するようにしますね。 次に搬送波パルスが
   ̄| ̄| ̄| ̄
のように大部分が1のパルスをイメージしてください。すると上図はほぼ、

  signal
  sin(ωt) ──────伝送──┐
                      |
                  diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷
です。
これなら、CRに課せられる条件は 信号変化が正の範囲は心配ない(ダイオードがグイグイ押し込んで来るから)。変化が負の範囲では、追いていけない状況がありそう…と想像がつきますよね。CR回路の放電が遅すぎると追いていけない。

 基本を見ていただくために単純化して、信号が単一正弦波、バイアス電圧 VB 付きで常に正の値になってるとします。
  e = sin(ωt)+VB
  de/dt = ωcos(ωt)
負側の最大値は -ω、そのときの e は VB-1 です。

一方 CR 放電回路は、放電開始電圧が e だとすれば
  E = e(ε(-t/CR))
  dE/dt = -e(1/CR)  at t≒0
e に比例です。指数関数の知識が先行して変化率はどこでも一定のはずだと思われるかも知れませんが。

で、
CR の方が常に素早くあって欲しいのだから
  dE/dt≦de/dt
すなわち
  CR/(VB-1)≦1/ω
を得ます。
 100%変調(VB=1)なら、sin と cos の波形を書けば簡単に分かりますが、CR 側が負ける範囲があります。その部分は復調波が歪みます。

 でも VB が大きければ不等号(素早さ)を保てますね、 そこで実際には バイアスVBと同等のものを復調側で独自に加える手段をとったりします。具体的には抵抗でダイオードに適度なバイアス電流を与えます。

 例えばそのようにして等価的な VB が 2にできたとすれば、
  時定数 CR≦1/ω
を得ます。
結果、CR積に課せられる値域は、

  1/(キャリア周波数) ≦ CR ≦ 1/(信号の最高周波数成分)



 以上;キャリアを矩形波とすることでダイオードを ON-OFF の2値スイッチに理想化(半導体特性のexp(…)に起因する非線形さを回避)した範囲での説明でした。
 これは実際に 同期検波 という名で用いられています。受信側で独自に加えるのは「スイッチングによる±1の矩形波を乗算」です。この回路は情報伝送機器(モデム)などでよく見られるとおもいます。

            ┌─── R ─┐
   AM波─┬ R ┴─┨-\   |
        │      ┃   >─┴ 復調信号
        └ R ┬─┨+/
            |
            D
    矩形波 ──G MOSFETスイッチ
            S
            ┷
 
 

 
 
  signal
  sin(ωt) ──乗算──伝送──┐
             │           |
   carrier ───┘      diode▼
                      ├─┬ output
                      C  R
                      ┷  ┷

 包絡線検波を上図のモデルで表します。ここで搬送波を、1と0の値をとるパルスをイメージしてください。
  _| ̄|_| ̄|_
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シュミットトリガ型の回路について・なぜスタート回路で使用されているかがわかりません.また,電子ルーレットのコンデンサを外したときの動作と,つけたときの動作のちがいもわかりません.

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電源端子----R----RESET端子
         |
         =
         |
         GND

すみませんが、電子ルーレットに関してはよくわかりません。

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http://plus.hangame.co.jp/browse/db_detail.php?dir_id=20701&docid=7689

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t_fumiaki さん、さすがですね。
でも、質問者さんには理解できているのかな?

これは、次のように置き換えるとわかりやすいかも。

「1, 10, 100, 1000, ・・・, 10^n のお札またはコインが9個ずつあるとき、どのような値段の買い物ができるか」

ということで考えてみます。(中途半端な 5千円札とか 5百円玉は持たない)

1円玉が9個あるので、1~9円の買い物ができます(1円単位)。「0円」ならお金がなくとももらえる。
10円玉が9個あるので、0~90円の買い物ができます(10円単位)。
100円玉が9個あるので、0~900円の買い物ができます(100円単位)。
1,000円札が9枚あるので、0~9,000円の買い物ができます(1,000円単位)。
  ・・・
10^n 円札(あるものと考えて)が9枚あるので、0~9×10^n 円の買い物ができます(10^n 円単位)。

ということで、これらを必要数ずつ組み合わせれば、1円単位でどんな値段でも支払えます。最大額は、全財産を合計した
  10^(n+1) - 1 円
です。

例えば、現実のとおり、最大のお札を 10,000円(= 10^4 円、n=4)とすれば、支払える最大額は
  10,000円札 9枚 = 90,000 円
   1,000円札 9枚 = 9,000 円
   100円玉 9枚 = 900 円
    10円玉 9枚 = 90 円
    1円玉 9枚 = 9 円
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
  (合計) 99,999円 =100,000 - 1 = 10^5 - 1

直感的にわかりやすい「10進法」だと上のようになります。

ご質問は、これを「3進法」に置き換え(「10」を「3」に置き換える)、金額の「円」を重さの「グラム」に読み替えれば、#1、#2の回答になります。

t_fumiaki さん、さすがですね。
でも、質問者さんには理解できているのかな?

これは、次のように置き換えるとわかりやすいかも。

「1, 10, 100, 1000, ・・・, 10^n のお札またはコインが9個ずつあるとき、どのような値段の買い物ができるか」

ということで考えてみます。(中途半端な 5千円札とか 5百円玉は持たない)

1円玉が9個あるので、1~9円の買い物ができます(1円単位)。「0円」ならお金がなくとももらえる。
10円玉が9個あるので、0~90円の買い物ができます(10円単位)。
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